Modelamiento de resistividad de la cuenca del Cachapoal y su aplicación en el análisis de sensibilidad de un modelo numérico de flujo de agua subterránea

Abstract

Los métodos de prospección geofísica aplicados a estudios hidrogeológicos, han sido ampliamente utilizados debido a la estrecha relación entre las propiedades eléctricas del terreno y el grado de saturación de agua, permitiendo caracterizar la geometría de los acuíferos, así como también sus propiedades hidráulicas, aportando mayor información cuantitativa sobre parámetros o procesos hidrogeológicos para utilizarlos, por ejemplo, como entrada de modelos de flujo de agua subterránea. En la región del Libertador General Bernardo O Higgins, existe un importante sistema hidrográfico correspondiente a la cuenca del río Rapel, con sus afluentes Cachapoal y Tinguiririca, donde gran parte de los acuíferos han sido declarados como zonas de restricción por la Dirección General de Aguas (DGA). En particular, la cuenca del Cachapoal cuenta con un modelo de flujo realizado el año 2005. Este trabajo de tesis aporta con mediciones en terreno de parámetros geofísicos y nuevos análisis hidrogelógicos actualizados. El estudio realizado ha sido enfocado en caracterizar la cuenca del Cachapoal desde un punto de vista de sus propiedades eléctricas, su morfometría y propiedades hidráulicas permitiendo comprender el comportamiento hidrogeológico, cuyas unidades son correlacionables con la composición del material sedimentario, dominado por sedimentos cuaternarios. Con esto se propone el análisis de sensibilidad del modelo numérico existente en la cuenca, integrando información geofísica de resistividad eléctrica del acuífero, como modelos de resistividad en profundidad, a través del método de transiente electromagnético TEM. Estos resultados han sido complementados con información de expedientes de derechos de aguas otorgados por la DGA y otros estudios geológicos, hidrogeológicos y geofísicos, aportando al modelo aproximado de la dinámica de flujos subterráneos de la cuenca en estudio. Los resultados podrán complementar estudios geofísicos en la Región para la generación de una herramienta actualizada de evaluación del recurso hídrico subterráneo. Para la interpretación de resistividad de la cuenca, se realizaron 37 inversiones unidimensionales TEM que se correlacionaron con la litología del sector, a partir de 144 perfiles estratigráficos. Además, se elaboró un base de datos de 1771 captaciones de interés, lo cual permitió estimar el nivel freático de la cuenca y el espesor mínimo sedimentario y se formaron un total de 8 secciones transversales en el sector central y norte de la cuenca. Los resultados de los modelos presentan tres unidades hidrogeológicas, una capa superior en gran parte de la cuenca, dominada por material de granulometría mayor y bajo contenido de arcilla, seguida por una unidad altamente permeable compuesta por gravas y arenas, intercalada o subyaciendo una capa de sedimentos finos, compuesta por arenas, arcillas y limos. Se analizó un modelo de basamento de la cuenca, el cual actualizó el modelo numérico disponible, incorporando dos depocentros profundos: uno al sur del acuífero y otro en torno al sector Rancagua-Codegua. Con ello se realizó un nuevo ajuste de conductividades hidráulicas características del acuífero, resultando en una calibración en régimen permanente.